通過新的耗資3000萬英鎊的電子顯微鏡項目，可以更加有效地尋找能夠更有效對抗疾病的新藥物。專家們將首次能夠看到特定藥物如何在細胞水平的患者體內(nèi)發(fā)揮作用，或基因突變引起的分子過程。該技術旨在以非常高的分辨率創(chuàng)建細胞的3D圖像，以轉(zhuǎn)變我們對癌癥等疾病的理解，并徹底改變新藥的設計方式。

該項目位于牛津郡的Harwell，將由政府生命科學辦公室提供300萬英鎊的支持，由全球生命科學公司Thermo Fisher Scientific和Rosalind Franklin Institute領導，該研究所致力于通過研究實現(xiàn)變革性變革。和技術發(fā)展。

Rosalind Franklin研究所首席研究員兼主任James Naismith教授說：大約80%的新藥在達到臨床試驗時失敗，因為我們并不完全了解它們在生物體內(nèi)的作用。

我們目前能夠識別在疾病中發(fā)揮作用的基因和蛋白質(zhì)，但只能在分離中詳細研究這些基因和蛋白質(zhì)，而不是作為整個細胞或細胞群的一部分。這項新技術將首先允許我們這樣做，因此我們可以看到藥物的全部效果，并在更早的階段確定哪些有效，哪些無效。

藥物開發(fā)從未像現(xiàn)在這樣成本較慢或較高。我們需要在支持藥物發(fā)現(xiàn)的物理科學方面取得突破，以改變這一點。“

該項目正在今天[2019年5月17日]宣布，因為羅莎琳德富蘭克林學院位于牛津附近哈威爾校區(qū)的中心樞紐大樓正在開展工作。該建筑將為敏感的科學設備創(chuàng)造一個專業(yè)環(huán)境，這將是世界上獨一無二的。它將容納200名研究人員，并將于2020年底開放。

新的成像技術將基于一種稱為低溫電子斷層掃描(cryo-ET)的技術，該技術從多個樣品的2D圖像中建立3D圖像，這些樣品在低于-180℃的溫度下被快速冷凍。

盡管cryo-ET已經(jīng)存在，但它目前只能處理小樣本，例如細胞的一部分，并且通常需要內(nèi)部專業(yè)知識。

賽默飛世爾科技的材料和結構分析總裁Mike Shafer說：“我們公司的使命是讓我們的客戶讓世界更健康，更清潔，更安全，并與Rosalind Franklin Institute，Diamond Light Source和其他人合作開發(fā)更有效的冷凍斷層掃描解決方案，精確地映射到該視覺。

“我們的共同目標是使這項技術得以廣泛應用，因此學術機構和生物制藥行業(yè)的科學家和研究人員可以更好地了解細胞水平的疾病機制，從而加快藥物的發(fā)現(xiàn)并治愈神經(jīng)退行性疾病，癌癥和其他使人衰弱的疾病。”

長期目標是使該技術更接近診所，以便它可以用于研究醫(yī)院和實驗室。這項為期五年的新研究項目將迅速加快處理更大樣本的技術，包括病人活檢，增加工作流程自動化和標準化后處理數(shù)據(jù)。

該項目面臨的挑戰(zhàn)是艱巨的。需要發(fā)明用于制備和處理小于人類頭發(fā)厚度的百分之一的人體組織樣品的新技術。

它將涉及新電子顯微鏡技術的設計，以加速成像過程并收集創(chuàng)建的大量數(shù)據(jù)。需要開發(fā)新的軟件和機器學習技術來處理這些數(shù)據(jù)，以便創(chuàng)建和解釋3D圖像。

為了應對這些挑戰(zhàn)，該項目匯集了來自不同研究合作伙伴的一系列令人印象深刻的專業(yè)知識。賽默飛世爾科技是科學儀器的全球領導者;Diamond Light Source是英國的國家同步加速器設施，包括世界上最大的工業(yè)低溫電子顯微鏡站點之一;由英國研究與創(chuàng)新部資助的羅莎琳德富蘭克林研究所結合了英國十所頂尖大學的科學專業(yè)知識。

UKRI工程與物理科學研究委員會(EPSRC)副主任Andrew Bourne說：

今天，我們正在為英國生命科學研究和開發(fā)新藥物的未來而努力，使我們所有人受益。這個新項目是行業(yè)，學術界和政府資助機構之間合作的一個很好的例子?？吹搅_莎琳德富蘭克林研究所的中心建筑開始工作也很棒，該研究所由UKRI的工程和物理科學研究委員會提供和管理。該研究所的工作將繼續(xù)保持工程研究發(fā)現(xiàn)與物理科學和醫(yī)學進步之間的長期關系。它將有助于加強英國在全球研究領域的地位，并開發(fā)生命科學領域的新醫(yī)學治療和技術。“

這項合作代表了一項重大投資，并證明了英國在生物成像和結構生物學方面的科學優(yōu)勢和悠久歷史。該項目由商業(yè)，企業(yè)和創(chuàng)新部通過生命科學辦公室部分資助，作為英國政府生命科學產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略的一部分。